Colecții

Cum funcționează bateriile cu plumb acid

Cum funcționează bateriile cu plumb acid

Bateriile cu plumb acid sunt ieftine, convenabile și funcționează pentru multe aplicații de alimentare a bateriei. Sunt probabil cel mai bine cunoscuți pentru utilizarea lor în vehicule unde furnizează energie pentru orice, de la pornire, până la electronică și multe altele.

Bateria cu plumb acid are multe avantaje pentru automobile și multe alte utilizări: au o mare capacitate de curent și supratensiune, ceea ce este ideal atunci când este utilizat pentru pornirea motoarelor cu ardere internă.

Ca tehnologie, bateriile cu plumb acid sunt o tehnologie bine stabilită și pot fi fabricate cu ușurință cu echipamente cu tehnologie relativ scăzută.

Elementele de bază ale bateriei cu plumb acid: cum funcționează

Când ne uităm la modul în care funcționează o baterie cu plumb acid, este necesar să ne uităm la componentele de bază. Bateria are relativ puține componente - în esență există patru elemente principale:

  • Placă pozitivă: Acesta este acoperit cu o pastă de dioxid de plumb.
  • Placă negativă: Acesta este realizat din plumb de burete.
  • Separator: Acesta este un material izolant între cele două plăci, dar permite electrolitului și ionilor să permită conducerea fără ca cele două plăci să se atingă.
  • Electrolit: Acesta constă din apă și acid sulfuric

Acești constituenți sunt toți conținuți într-un recipient de plastic care acționează pentru a menține electrolitul și bateria împreună.

Bateria globală va consta în mod normal din mai multe celule plasate în serie pentru a da tensiunea necesară, deoarece fiecare celulă este capabilă să furnizeze un CEM de 2,1 volți.

Pentru a permite celulei bazice de acid plumb să producă o tensiune, trebuie să primească mai întâi încărcare. Tensiunea aplicată pentru a asigura acest lucru trebuie să fie mai mare decât 2,1 volți pentru a permite curentului să curgă în celulă. Dacă ar fi mai puțin decât aceasta, sarcina ar curge de fapt din ea.

Odată încărcat, celula sau bateria vor putea asigura încărcarea circuitelor externe, de multe ori funcționând în câteva ore, în funcție de golirea celulei sau a bateriei.

Descărcare automată a bateriei cu plumb acid

Caracteristica de descărcare automată a bateriei cu plumb acid este relativ bună. La temperatura camerei de 20 ° C, rata de auto-descărcare este de aproximativ 3% pe lună> În teorie, o baterie cu plumb acid poate fi stocată până la 12 luni fără reîncărcare. Cu toate acestea, la temperaturi mai ridicate, descărcarea automată este mai mare. La 30 ° C auto-descărcarea crește și va fi necesară o reîncărcare după 6 luni. Lăsați bateria să scadă sub 60% pentru o perioadă de timp provoacă sulfatare.

Sulfatarea este un proces care reduce capacitatea bateriilor cu plumb acid. În timpul utilizării normale, se formează mici cristale de sulfat, dar acestea sunt normale și nu sunt dăunătoare. Cu toate acestea, în timpul lipsei prelungite de sarcină, sulfatul de plumb amorf se transformă într-un cristal stabil și se depune pe plăcile negative. Acest lucru duce la dezvoltarea unor cristale mari care reduc materialul activ din celulă și duc la o reducere a capacității în celulă.

Avantaje și dezavantaje ale bateriei cu plumb acid

Deși bateriile cu plumb acid sunt utilizate pe scară largă deoarece au o serie de avantaje distincte, ele au și câteva dezavantaje majore. Toate acestea trebuie luate în considerare atunci când se decide dacă se folosește sau nu această tehnologie.

Avantajele bateriei cu plumb acid

  • Tehnologie matură
  • Relativ ieftin de fabricat și cumpărat (acestea oferă cel mai mic cost pe unitate de capacitate pentru celulele reîncărcabile)
  • Capacitate mare de curent
  • Poate fi realizat pentru o varietate de aplicații
  • Tolerant la abuz
  • Tolerant la supraîncărcare
  • O gamă largă de dimensiuni și specificații disponibile
  • Mulți producători din întreaga lume

Dezavantaje ale bateriei cu plumb acid

  • Eșuează după câțiva ani, utilizează durata de viață de obicei 300 - 500 de cicluri
  • Nu poate fi utilizat întotdeauna într-o varietate de orientări
  • Electrolit coroziv (poate provoca arsuri oamenilor și coroziune la prelucrarea metalelor)
  • Plumbul nu este ecologic
  • Acidul trebuie eliminat cu grijă
  • Nu este potrivit pentru încărcare rapidă
  • Trebuie depozitat în stare încărcată după introducerea electrolitului
  • Eficiență tipică de încărcare doar în jur de 70%

Bateria cu plumb acid este foarte bine stabilită. Acesta este utilizat de peste 150 de ani și este în prezent unul dintre pilonii din industria auto. Bateria cu plumb acid are o capacitate mare de curent, costuri reduse și toleranță la abuz. Acest lucru îl face ideal pentru multe aplicații. Cu toate acestea, odată cu trecerea la surse de energie mai ecologice, vehiculele electrice par acum să fie viitorul, producătorii și legislația indicând eliminarea treptată a motorului cu ardere internă. Pentru vehiculele electrice, tehnologia litiu-ion oferă performanțe mai bune, sunt mai acceptabile din punct de vedere al mediului și au performanța de a permite vehiculelor electrice să aibă succes. Ca atare, este probabil ca bateria cu plumb acid să fie mult mai puțin utilizată.


Priveste filmarea: How a lead-acid battery works (Ianuarie 2022).